分析恒温晶振与温补晶振不同的振荡电路

来源：金洛鑫浏览：- 发布日期：2018-04-14 17:24:13【大中小】

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从事晶振销售员一年多以来，已经有几个客户问过我恒温晶振和温补晶振的区别是什么？一些人表示这两种石英晶体振荡器看起来似乎是差不多的。虽有只是有一字之差，但是作用完美不一样，恒温晶体振荡器是利用恒温槽让晶振保持恒定的温度；温补晶体振荡器拥有多种附加的温度补偿型电路，使周围的温度变化减弱到最小，是一种精度高，偏差小的高端有源晶振。OCXO恒温晶振和TCXO温补晶振的振荡电路由以下的图纸表示。

恒温晶体振荡器电路

晶体当前温度对应的电压与标称电压值通过温控放大器进行差放,驱动发热元件使槽内晶振温度总是保持在其高温拐点,这样的晶振称为恒温晶振。与前面所述各种晶振相比,此是最为稳定的种晶振。它基于冷压焊晶体和内热式晶体,相应的振荡器便称为冷压焊晶体振荡器和内热式晶体振荡器。也有人将恒温晶器。也有人将恒温晶温晶振。双槽分内、外槽。有源晶振和温控置内槽,外槽是一个独率立的,置内槽于其中,温度较低的槽。但是,也必须高于环境温度的上限。内控制器只补偿外槽的温度变化,外控制器补偿整个温度范围。热量Q的计算:

双槽的热增益可作到10万倍以上。环境温度在-40℃~+75℃内变化时,晶体温度变化小于0.001℃。因此,石英晶体振荡器的频率一温度性能已作到小于±5×10-11恒温晶振引入了温度传感器,加热元件、热控制放大电路和恒温槽。

温度补偿晶体振荡器电路

通过附加温度补偿网络,使环境温度变化后晶体串联回路电容反向变化,以抵消晶体此间所产生的频率一温度漂移。参见图6温度补偿曲线,I为AT切型晶体频率一温度特性曲线,Ⅱ为晶体串联回路补偿曲线,Ⅲ为补偿后的晶体振荡器频率温度特性曲线。根据补偿网络和所接位置,将TCXO晶振分为直接补偿和间接补偿晶振。

1.直接补偿

热敏电阻,电阻和电容组成温补网络,直接串接在贴片晶振电路。图7是一应用实例。

2.间接补偿

基准电压通过电阻,热敏电阻构成的补偿网络,产生一视温度而变的电压以改变石英晶振负载电容,反向补偿晶体频率一温度特性。它分为模拟式、数字式两种。

模拟式

补偿网络输出电压直接驱动一变容二极管图8是一具体电路,补偿网络与变容管间加了一级T型滤波器。这种补偿有线性、3阶、5阶和7阶数种,能够在-40℃~+85℃宽温范围内获得较好的补偿,目前应用最为广泛。有的地方已将它作成专用集成芯片。

数字式

由温度传感器送出的信号进入ADC变成数字信号,控制/PC正常运作,由DAC再变成模拟信号,经匹配电路驱动变容管。图10为数字温补前后的曲线。因为补偿电路较复杂,成本较高,一般后的曲线。因为补偿电路较复杂,成本较高,一般出了目前国外的先进水准,供参考。对晶体频率温度特性进行温度补偿,目的是让温补振荡器频率温度特性曲线尽量接近一条直线。而由晶体频率温度特性知道若能保持晶体工作高温拐点( Turning point)处,品振的频率一温度稳定性自然会作的很高。因为此处df/dt=0。

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